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- 简答题说明BCS理论的基本观点及其成功和局限。
- BCS理论用库帕对解释了超导现象，当大量自由电子形成库帕对降低体系总能量时超导超导态是稳定态。由于电子式通过吸收和发射声子形成库帕对的，声子的平均能量大约是kθD，所以与费米能相差小于kθD的电子形成库帕对，所说的“费米能附近”就是这个含义。从理论和实验结果都可以得到一定温度下库帕对形成引起的单位体积材料的总能量降低值，将其称为凝聚能密度。可以证明在T=TC时凝聚能密度增大，凝聚到超导态的电子数增加，在绝对零度费米面附近的电子全部形成库帕对。这就解释了超导相变的原因，并可计算超导临界温度。BCS理论对零电阻效应的解释如下。正常传导的电阻来源于载流子受到散射面损失了能量，要维持稳恒电流就需要外电场做功。但同时晶格却从散射过程中获得了能量，即焦耳热。在超导态下，组成库帕对的电子也不断的被散射，但这种散射不影响库帕对的质心动量，只是使库帕对得以维持。所以电流通过超导体时库帕对的定向匀速运动不受阻碍，电子的能量无损失，也就是没有电阻。改变库帕对质心动量的散射才会呈现电阻，这种散射是一种拆散库帕对的散射。拆散库帕对需要能量，在电流密度低时无法提供拆对的能量，所以能改变库帕对总能量的散射被完全制止。换句话说，和正常态导体中自由电子不同的是，超导态库帕对电子受到声子散射后又同时吸收了同样的声子，电子能量无损失，不需要外电场做功补偿能量和动量，所以没有电阻。BCS理论几乎解释了当时发现的所有超导现象，因此获得了广泛认可，但是目前的理论根本不能预测Tc极限，对更高温度的超导材料的开发缺乏理论的指导。
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